(Microsoft PowerPoint - F\355sica 1 - Prova 2

30/03/2016
Física 1
Prova 2
Tema 1
DINÂMICA VETORIAL BÁSICA: LEIS DE NEWTON E SUAS APLICAÇÕES
.
of
Pr
el
ck
Ne
1ª Lei de Newton: A inércia
“Todo corpo continua em seu estado de repouso ou
de movimento uniforme em uma linha reta, a menos
que seja forçado a mudar aquele estado por forças
aplicadas sobre ele”
Isaac Newton, 1687
Um corpo nesta situação é dito “inerte” ou em estado
“inercial”
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Detalhe sobre a 1ª lei: referenciais
O ponto de vista adotado para trabalhar com as leis de newton deve
ser um referencial que esteja em estado de inercia, do contrário não
será possível descrever a dinâmica do corpo por meio de forças
naturais.
Exemplo 1 – Elevador em velocidade constante e em queda livre
http://e-escola.tecnico.ulisboa.pt/topico.asp?id=27
Exemplo 2 – Balde de Newton
.
of
Pr
ck
Ne
el
Detalhe sobre a 1ª Lei: Força
Entenda-se por “Força” todo o tipo de interação entre dois
corpos.
A associação de força por interação entre dois corpos deixa
mais simples a compreensão da terceira lei.
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Tipos de força
Forças de campo (não tem
necessidade de contato)
◦ Gravitacional
◦ Elétrica
◦ Magnética
Forças de contato
◦ Atrito
◦ Tração
◦ Normal contato simples
◦ Etc...
.
of
Pr
ck
Ne
el
2ª Lei de Newton: Consequência das
forças
“A mudança de movimento é proporcional à força
motora imprimida, e é produzida na direção de linha
reta na qual aquela força é aplicada”
Isaac Newton, 1687
Em suma:
◦ Um conjunto de interações não nulas sobre um corpo causa ao mesmo uma aceleração
◦ A massa do corpo é uma medida de resistência a aceleração do mesmo
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Formulação da 2ª lei
=
=∑
.
of
Pr
ck
Ne
̂+
=
̂ =
̂+
Logo
=∑
=
=∑
=
̂
el
2ª Lei de Newton: Separação de
coordenadas
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Decomposição de forças
.
of
Pr
el
ck
Ne
Diagrama de corpo livre
É a técnica utilizada para resolver problemas de lei de
Newton.
Consiste em supor que todas as forças aplicadas a um corpo
podem ser aplicadas a um ponto que representa o corpo
como um todo.
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Diagrama de corpo livre e somatório de
forças.
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of
Pr
el
ck
Ne
Exemplo 1
∑
−
=
−
=
∑
+
=
−
=
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Exemplo 2
Sendo = 30 e = 40 ,
determinar para que o móvel
permaneça em repouso
.
of
Pr
el
ck
Ne
Forças especiais
Algumas forças devem ser levadas em consideração para resolução de
problemas simples. Em física 1 trabalha-se com basicamente
◦ Força Gravitacional (chamada de força peso)
◦ Forças de tração (chamadas também de tensão – somente em física 1 e mecânica
geral)
◦ O conceito de tensão é outro em resistência dos materiais
◦ Forças de reação Normal de superfície (chamada de força Normal)
◦ Forças de atrito
◦ Estático e cinético (ou dinâmico)
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Força gravitacional ou força peso
É a força que dois corpos de massas m e M exercem sobre si.
Na superfície da terra, consideramos a mesma como força constante e que
sempre aponta para baixo (ou para o centro da terra) e atua sobre qualquer
corpo de massa m.
Seu módulo ou intensidade:
=
O vetor (mais utilizado em Mecânica Geral)
= (0 ̂ −
̂)
.
of
Pr
Cabos esticados exercem
forças sobre corpos na sua
própria direção.
Considerações:
◦ Para problemas básicos é
suficiente considerar
cabos como elementos
inextensíveis e de massa
desprezível
◦ Todos os pontos do cabo
estão tracionados sob a
mesma intensidade.
el
ck
Ne
Força de tração ou tensão
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Mesmo cabo, mesma tração
.
of
Pr
ck
Ne
el
Força contato normal de superfície
(Força Normal)
É a força que uma superfície faz contra o corpo que nela se encontra em
contato.
Propriedade:
◦ A força normal sempre atua perpendicular a superfície de contato contra o corpo.
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Exemplo
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of
Pr
ck
Ne
el
3ª Lei de Newton: Ação e Reação
“A toda ação há sempre uma reação oposta e de
igual intensidade: as ações mútuas de dois corpos um
sobre o outro são sempre iguais e dirigidas em
sentidos opostos”
Isaac Newton, 1687
É errôneo falar que “o corpo A faz força sobre B”. Correto é falar que “os corpos
A e B trocam forças”. Quando A interage com B, automaticamente B interage
com A.
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Verificações da 3ª Lei
Um par de forças que são
ação-reação respeitam os
seguintes preceitos:
.
of
Pr
◦ Agem em corpos diferentes
◦ Tem mesma direção
◦ Tem sentidos opostos
◦ São do mesmo tipo (normal,
tração, gravitacional,
elétrica)
◦ Tem a mesma magnitude.
ck
Ne
el
Interpretação da 3ª lei juntamente com a
2ª e a 1ª.
Enquanto
há
contato,
a
intensidade da interação é igual
para os dois corpos (3ª lei).
Porém, a consequência da
interação é diferente para ambos
(2ª lei, por causa das diferentes
massa, acelerações diferentes).
Quando o contato cessa, se não
houverem outras forças, os
corpos não aceleram mais (1ª lei)
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Exemplo
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of
Pr
el
ck
Ne
Reflexão: Reação da
força gravitacional?
ONDE? EM QUE DIREÇÃO?